JP2654790B2 - 気相成長法 - Google Patents

気相成長法

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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体基板上に二酸化シリコン膜を形成する気相成長
法において、カバーレッジを向上する改良に関し、 半導体基板上に二酸化シリコン膜を形成する気相成長
法において、カバーレッジを向上しうる気相成長法を提
供することを目的とし、 反応ガス供給手段と排気手段とを有し、一方の電極を
兼ねるサセプタを有し、該一方の電極を兼ねるサセプタ
に載置される半導体基板との間に高周波電圧を印加する
他方の電極を有する真空反応容器の前記サセプタに半導
体基板を載置し、前記反応ガス供給手段を介して、有機
系シランガス、例えば、テトラエトキシシラン(Si(OC
2H5)、テトラメチルシラン(Si(OCH3)、テ
トラプロポキシシラン(Si(O−i−C3H4またはSi
(O−n−C3H7)とオゾンと、所望によりリン酸ト
リ0チル(PO(OCH3)を含有する反応ガスを供給
し、前記二つの電極の間に高周波電圧を印加して、前記
反応ガスをプラズマ化して、前記半導体基板上に二酸化
シリコン膜を形成する気相成長法をもって構成される。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、気相成長法の改良に関する。特に、半導体
基板上に二酸化シリコン膜を形成する気相成長法におい
て、カバーレッジを向上する改良に関する。
〔従来の技術〕
半導体装置の製造方法において、半導体基板上に二酸
化シリコン膜・リンを含む二酸化シリコン膜・リンとボ
ロンとを含む二酸化シリコン膜を形成する工程は必須で
ある。各種の絶縁膜やリンやリンとボロンとを添加して
PSGやBPSGとなして表面安定化膜とするためである。か
ゝる目的のための気相成長法としては、従来、無機系ガ
スであるモノシラン(SiH4)と酸素との混合ガスを反応
ガスとする熱CVD法が広く使用されていた。従来技術に
係る熱CVD法を実行して半導体基板上に二酸化シリコン
膜を形成するには、例えば、第11図に示す装置を使用し
ていた。図において、1は真空反応容器であり、11はヒ
ータであり、12はサセプタであり、13は半導体基板であ
り、14は反応ガス供給口であり、15は排気口である。反
応条件は、一例として、モノシランを10〜50cc/min、ホ
スフィン(PH3)を0〜20cc/min(PSG成長時のみ使
用)、酸素を100〜1,000cc/min、窒素を1,000cc/min、
内圧が1〜50torr(133〜6,650pa)になるように供給す
るものであった。モノシランとホスフィンが酸化され
て、それぞれ、二酸化シリコン、五酸化二リンに変換さ
れて半導体基板13上に堆積する。基板温度を400〜450℃
に保持した場合、二酸化シリコンの堆積レートは約800
Åである。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記せる従来技術に係る熱CVD法をもってしては、段
差部のカバーレッジを十分良好にすることができない。
この問題は、半導体装置の集積度が向上してライン・ス
ペース間距離が小さくなった場合、特に重大な欠点とな
る。
本発明の目的はこの欠点を解消することにあり、半導
体基板上に二酸化シリコン膜を形成する気相成長法にお
いて、カバーレッジを向上しうる気相成長法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的は、反応ガス供給手段(17)と排気手段
(15)とを有し、一方の電極を兼ねるサセプタ(12)を
有し、該一方の電極を兼ねるサセプタ(12)に載置され
る半導体基板(13)との間に高周波電圧を印加する他方
の電極(17)を有する真空反応容器(1)の前記サセプ
タ(12)に半導体基板(13)を載置し、前記反応ガス供
給手段(17)を介して、有機系シランガス例えばテトラ
エトキシシラン(Si(OC2H5)、テトラメチルシラ
ン(Si(OCH3)、テトラプロポキシシラン(Si(O
−i−C3H4またはSi(O−n−C3H7)とオゾン
と、所望によりリン酸トリメチル(PO(OCH3)を含
有する反応ガスを供給し、前記二つの電極(12・17)の
間に高周波電圧を印加して、前記反応ガスをプラズマ化
して、前記半導体基板(13)上に二酸化シリコン膜を形
成する気相成長法によって達成される。なお、リン酸ト
リメチルは、PSG形成時のみに使用する。
〔作用〕
本発明は、実験の結果にもとづいて完成された発明で
あり、その作用は必らずしも明らかではない。
しかし、実験の結果によれば、カバーレッジレート
は、第3図と第4図とに、A(側面カバーレッジ)、
A′(底面カバーレッジ)を示すように、熱CVD法の場
合(モノシランとホスフィンと酸素との混合ガスを反応
ガスとし、常圧においてなした場合の側面カバーレッジ
をBをもって示し、底面カバーレッジをB′をもって示
し、モノシランとホスフィンと酸素との混合ガスを反応
ガスとし、1〜10torr程度の真空においてなした場合の
側面カバーレッジをCをもってなし、底面カバーレッジ
をC′をもって示す。)より、はるかにすぐれている。
なお、側面カバーレッジとは、第5図に示す記号a・b
をもって表す式b/aであり、底面カバーレッジとは、第
5図に示す記号a・cをもって表す式c/aである。
ところで、従来から、上記した有機系シラン、例え
ば、テトラエトキシシラン、テトラメチルシラン、テト
ラプロポキシシラン等と酸化力の強いオゾンとの混合ガ
スを使用してなす熱CVD法が試みられているが、満足す
べき程度の堆積レートを得るには基板温度を極めて高温
にする必要があり、少なくとも一部の領域にアルミニウ
ム配線が形成されている場合は使用できないことが知ら
れている。
また、プラズマを使用して各種の反応ガスを分解し、
分解された原子を堆積するプラズマCVD法も知られてい
る。
プラズマCVD法を使用すれば、大きなエネルギー密度
を実現しうるから、上記の有機系シラン、例えば、テト
ラエトキシシラン、テトラメチルシラン、テトラプロポ
キシシラン等と酸化力の強いオゾンとの混合ガスを使用
したプラズマCVD法を使用すれば、比較的低温で満足す
べき程度の堆積レートを得ることができることは予想さ
れており、第6図(テトラエトキシシランと、リン酸ト
リメチルとオゾンとの混合ガスを反応ガスとし、内圧50
torrにおいて基板温度を370℃に保持してなした熱CVD法
の場合の堆積レート対オゾン製造用酸素の流量の関係を
示し、最大堆積レートは220Å/分である。)と第7図
(テトラエトキシシランと、リン酸トリメチルとオゾン
との混合ガスを反応ガスとし、内圧20torrにおいて基板
温度を370℃に保持してなしたプラズマCVD法の場合の堆
積レート対RF電力(13.56MHz)の関係を示し、少なくと
も1,000Å/分以上の堆積レートが得られることを示
す。)とを比較すれば明瞭なように、堆積レートは十分
大きくなることが確認されている。
しかし、この方法がカバーレッジの改良をもたらすと
は予想されていなかった。
ところが、実験の結果によれば上記のとおり、第3図
と第4図とにA、A′をもって示すように、側面カバー
レッジAも底面カバーレッジA′も十分改善されること
が発見された。この点については、第8図(有機系シラ
ン、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメチルシラ
ン、テトラプロポキシシラン等と酸化力の強いオゾンと
の混合ガスを使用してなすプラズマCVD法を使用して形
成された二酸化シリコン膜の写真)と、第9図(有機系
シラン、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメチル
シラン、テトラプロポキシシラン等と酸化力の強いオゾ
ンとの混合ガスを使用してなす熱CVD法を使用して形成
された二酸化シリコン膜の写真)と、第10図(モノシラ
ンとホスフィンと酸素との混合ガスを使用してなす熱CV
D法を使用して形成された二酸化シリコン膜の写真)と
を比較しても、極めて明瞭である。
本発明は既に上述したとおり、実験の結果にもとづく
ものであるが、その結果が意想外に顕著であることは上
記のとおり、十分明らかである。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、本発明の一実施例に係る気相
成長法について説明する。
第2図参照 図は、本発明の一実施例に係る気相成長法の実施に使
用する平行平板電極型プラズマCVD装置を示す。図にお
いて、1は真空反応容器であり、11はヒータであり、12
はサセプタであり、13は半導体基板であり、16は高周波
電圧伝送手段を兼ねる反応ガス供給管であり、17は高周
波電極を兼ねる反応ガス放出手段であり、サセプタ12上
に載置される半導体基板13の全面に均一に反応ガスを供
給する。15は排気口である。
第1図参照 図は、上記のプラズマCVD装置を使用して本発明の一
実施例に係る気相成長法を実施する場合の系統図であ
る。図において、2はオゾン発生器であり、マスフロー
等流量制御手段21を介して酸素を供給され、発生したオ
ゾンは反応ガス供給管16と高周波電極を兼ねる反応ガス
放出手段17とを介して、真空反応容器1に供給される。
3は有機系シラン、例えば、テトラエトキシシラン、テ
トラメチルシラン、テトラプロポキシシラン等を気化す
る有機系シラン気化用バブラーであり、マスフロー等流
量制御手段31を介して酸素を供給され、気化された有機
系シランは反応ガス供給管16と高周波電極を兼ねる反応
ガス放出手段17とを介して、真空反応容器1に供給され
る。4はリン酸トリメチルを気化するリン酸トリメチル
気化用バブラーであり、マスフロー等流量制御手段41を
介して酸素を供給され、気化されたリン酸トリメチルは
反応ガス供給管16と高周波電極を兼ねる反応ガス放出手
段17とを介して、真空反応容器1に供給される。たゞ、
このリン酸トリメチル供給系はリン供給源であるからPS
G等を製造するときにのみ使用する。5は、混合ガス流
量制御手段であり、6はベントである。
反応条件は、一例として、テトラエトキシシランを30
℃に保ち、バブリングガスとして酸素を250cc/min供給
し、リン酸トリメチルを30℃に保ち、バブリングガスと
して酸素を0〜500cc/min(PSG成長時のみ)供給し、オ
ゾン製造用酸素を1,000〜5,000cc/min供給する。真空反
応容器内圧は1.0〜20torrとし、基板温度は400〜450℃
とし、プラズマ発生用高周波には13.56MHzを使用し、供
給電力は高々1,000Wとする。
第3図、第4図、第8図、第9図、第10図再参照 以上のようにして、シリコン基板上に二酸化シリコン
膜を形成すると、図示するようにカバーレッジが良好に
なる。また、成長膜中のカーボン濃度が0.1%以上では
クラックが発生しやすいため、カーボン濃度は0.1%よ
り低く抑えることが好ましい。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明に係る気相成長法は有機
系シラン、例えば、テトラエトキシシラン、テトラメチ
ルシラン、テトラプロポキシシラン等を反応性ガスとし
てなすプラズマCVD法であり、シリコン基板上に二酸化
シリコン膜を形成する場合、実験の結果によれば、上記
第3図、第4図、第8図、第9図、第10図に示すとお
り、カバーレッジが顕著に向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例に係る気相成長法を実施す
るに使用される系統図である。 第2図は、本発明の一実施例に係る気相成長法の実施に
使用されるプラズマCVD装置の構造図である。 第3図は、本発明の効果確認試験の結果を示すグラフで
あり、側面カバレッジ対アスペクト比の関係を示す。 第4図は、本発明の効果確認試験の結果を示すグラフで
あり、底面カバレッジ対アスペクト比の関係を示す。 第5図は、側面カバレッジと底面カバレッジを説明する
図である。 第6図は、テトラエトキシシランとリン酸トリメチルと
オゾンとの混合ガスを反応ガスとする熱CVD法における
成長速度対オゾン製造用酸素流速の関係を示すグラフで
ある。 第7図は、テトラエトキシシランとリン酸トリメチルと
オゾンとの混合ガスを反応ガスとするプラズマCVD法に
おける成長速度対RF電力の関係を示すグラフである。 第8図は、本発明の効果確認試験の結果を示す写真であ
り、テトラエトキシシランとリン酸トリメチルとオゾン
との混合ガスを反応ガスとするプラズマCVD法を使用し
て形成した二酸化シリコン膜の断面図である。 第9図は、第8図との比較を示す写真であり、テトラエ
トキシシランとリン酸トリメチルとオゾンとの混合ガス
を反応ガスとする熱CVD法を使用して形成した二酸化シ
リコン膜の断面図である。 第10図は、第8図との比較を示す写真であり、モノシラ
ンとホスフィンと酸素との混合ガスを反応ガスとする熱
CVD法を使用して形成した二酸化シリコン膜の断面図で
ある。 第11図は、従来技術に係る熱CVD装置の構造図である。 1……真空反応容器、 11……ヒータ、 12……サセプタ、 13……半導体基板、 14……反応ガス供給口、 15……排気口、 16……高周波電圧伝送手段を兼ねる反応ガス供給管、 17……高周波電極も兼ねる反応ガス放出手段、 2……オゾン発生器、 21……オゾン用酸素流量制御手段、 3……有機系シラン気化用バブラー、 31……有機系シラン気化用バブリングガス流量制御手
段、 4……リン酸トリメチル用バブラー、 41……リン酸トリメチル用バブリングガス流量制御手
段、 5……混合ガス流量制御手段、 6……ベント。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−275136(JP,A) 特開 平1−82634(JP,A)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】反応ガス供給手段(17)と排気手段(15)
    とを有し、一方の電極を兼ねるサセプタ(12)を有し、
    該一方の電極を兼ねるサセプタ(12)に載置される半導
    体基板(13)との間に高周波電圧を印加する他方の電極
    (17)を有する真空反応容器(1)の前記サセプタ(1
    2)に半導体基板(13)を載置し、 前記反応ガス供給手段(17)を介して、有機系シランガ
    スとオゾンとを含有する反応ガスを供給し、 前記二つの電極(12・17)の間に高周波電圧を印加し
    て、前記反応ガスをプラズマ化して、 前記半導体基板(13)上に二酸化シリコン膜を形成する ことを特徴とする気相成長法。
  2. 【請求項2】前記有機系シランガスは、テトラエトキシ
    シラン、テトラメチルシラン、および、テトラプロポキ
    シランの中から選ばれた1つであることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の気相成長法。
  3. 【請求項3】前記反応ガスはリン酸トリメチルを含有し
    てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項、また
    は、第2項記載の気相成長法。
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US5013691A (en) * 1989-07-31 1991-05-07 At&T Bell Laboratories Anisotropic deposition of silicon dioxide
JP2846671B2 (ja) * 1989-09-29 1999-01-13 キャノン販売 株式会社 半導体装置の製造方法およびその装置
JPH03149818A (ja) * 1989-11-06 1991-06-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2641956B2 (ja) * 1989-11-15 1997-08-20 三菱電機株式会社 オゾン発生装置およびオゾン発生方法および半導体製造装置
US5068124A (en) * 1989-11-17 1991-11-26 International Business Machines Corporation Method for depositing high quality silicon dioxide by pecvd
JPH03175632A (ja) * 1989-12-04 1991-07-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH0779127B2 (ja) * 1989-12-27 1995-08-23 株式会社半導体プロセス研究所 半導体装置の製造方法
JP2659600B2 (ja) * 1990-01-18 1997-09-30 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP2684942B2 (ja) * 1992-11-30 1997-12-03 日本電気株式会社 化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法

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